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以下是初中阶段求焦距的常用方法及公式说明:
一、定义法(主光束法)
- 将凸透镜正对太阳光,通过调整光屏位置使地面出现最小最亮的光斑(焦点);
- 用刻度尺测量光斑到透镜中心的距离,即为焦距。
注意事项
- 需使用规则排列的发光源(如LED灯)和刻度尺,测量时估读到毫米级。
二、成像规律法
等大实像条件
当物距$u = 2f$时,成倒立等大实像。通过移动光屏找到烛焰与光屏距离为$20cm$的像点,此时焦距$f = 10cm$。
光具座辅助测量
- 调整光具座使烛焰通过凸透镜成倒立等大实像,标记物距$u$和像距$v$,利用公式$1/f = 1/u + 1/v$计算。
三、公式法
透镜成像公式
对于薄透镜,焦距计算公式为:
$$frac{1}{f} = frac{1}{R_1} - frac{1}{R_2}$$
其中$R_1$和$R_2$分别为透镜前后曲率半径,$f$为焦距。
注意事项
- 该公式仅适用于薄透镜,厚透镜需采用其他方法。
四、注意事项
虚像处理: 若通过公式计算得到负像距,则对应的透镜为凹透镜,焦距取负值; 实验误差
通过以上方法,初中阶段可掌握焦距的测量与计算。